(57)【要約】【課題】所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうにあたり、ケーブルリード線抵抗による感度低下を的確に補正する。【解決手段】第１の所定の２つの端子間に定電流を給電して、端子電圧より両端子間の第１の抵抗値を計測し、第２の所定の２つの端子間に定電流を給電して、端子電圧より両端子間の第２の抵抗値を計測する。各端子に対するひずみゲージの接続状態が、例えば、１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、４ゲージ定電圧測定モード、４ゲージ定電流モードのうちのいずれの測定モードであるかを決定する。第１および第２の抵抗値に基づき、測定モードに応じた所定の演算を行なうことによってひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求め、当該測定モードによる計測結果に補正係数を作用させて補正された計測値を得る。【選択図】    図１
2005061890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段と、を具備することを特徴とするひずみゲージ式測定システム。
【請求項２】
所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づいて前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し該当する測定モードを判別するモード判別手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記モード判別手段により判別された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段と、を具備することを特徴とするひずみゲージ式測定システム。
【請求項３】
前記補正係数算出手段における補正係数演算は、前記複数の測定モードの個々の測定モード毎に一義的に定められていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項４】
前記補正係数算出手段は、前記端子間抵抗値計測手段により計測された選択的な端子間の抵抗値に基づき、前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態に対応する測定モードに応じた所定の演算により補正係数を算出する手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項５】
前記複数の端子は、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記端子間抵抗値計測手段は、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに
前記補正係数算出手段は、前記ひずみゲージの抵抗Ｒｇと前記ひずみゲージへの接続リード線の片道抵抗ＲＬに基づき補正係数Ａを
Ａ＝１＋（ＲＬ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項６】
前記複数の端子は、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記端子間抵抗値計測手段は、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに
前記補正係数算出手段は、前記ひずみゲージの抵抗Ｒｇと前記ひずみゲージへの接続リード線の往復抵抗ＲＬに基づき補正係数Ａを
Ａ＝１＋（ＲＬ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項７】
前記複数の端子は、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードを含み、
前記端子間抵抗値計測手段は、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに
前記補正係数算出手段は、前記ひずみゲージの入力抵抗Ｒｇと公称ブリッジ抵抗Ｒに基づき補正係数Ａを
Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項８】
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴とする請求項５に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項９】
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴とする請求項５に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項１０】
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）
として算出する手段を含むことを特徴とする請求項６に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項１１】
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴とする請求項６に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項１２】
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚと、公称ブリッジ抵抗Ｒとに基づき補正係数Ａを
Ａ＝Ｒ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴とする請求項７に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項１３】
前記複数の端子に対する前記ひずみゲージの接続回路は、前記複数の測定モードの個々の測定モード毎に一義的に定められていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のひずみゲージ式測定システム。
【請求項１４】
多チャンネルの各々について所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
各々所定の複数の端子を有する各チャンネルについて、順次、それぞれ請求項１〜請求項１３の少なくともいずれか１項の補正係数算出手段、モード判別手段および計測手段の少なくともいずれかを、切り替え走査して接続する手段を含むことを特徴とするひずみゲージ式測定システム。
【請求項１５】
ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、
前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちのどの測定モードであるかを決定するモード決定ステップと、
前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード決定ステップにより決定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有することを特徴とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【請求項１６】
ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態と、前記第４の端子と前記第２の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第３の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、
前記抵抗値計測ステップによる前記各抵抗計測状態における計測抵抗値に基づいて、前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちの該当する測定モードを推定するモード推定ステップと、
前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード推定ステップにより推定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有することを特徴とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【請求項１７】
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【請求項１８】
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【請求項１９】
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）
として算出するステップを含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【請求項２０】
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【請求項２１】
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚと、公称ブリッジ抵抗Ｒとに基づき補正係数Ａを
Ａ＝Ｒ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ひずみゲージまたはひずみゲージ式変換器を用いることを前提としたひずみゲージ式測定システムにおけるひずみゲージの接続ケーブル、すなわち接続リード線の内部抵抗に基づく感度低下を、ひずみゲージの結線方式等の測定モードに応じ且つ接続端子の端子間抵抗に基づいて補正する技術に係り、特に、多チャンネルのひずみゲージ式測定システムに好適な、ひずみゲージ式測定システムおよびひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ひずみ測定において、ひずみゲージまたはひずみゲージ式変換器等を用いて測定する場合、この種のひずみゲージ式測定器には、ひずみゲージの結線方式の相違などによる複数の測定モードが存在する。具体的には、例えば単一のひずみゲージのみを用いる（３線式）１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ）などの１ゲージ測定モード、２個のひずみゲージをハーフブリッジ接続して用いる２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）等の２ゲージ測定モード、やはり２個のひずみゲージを用いる２ゲージ法の一種で２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））等と称される２ゲージコモンダミー測定モード、４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電圧励振する定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）等の４ゲージ定電圧測定モード、４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電流励振する公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）、および４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電流励振する公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）等の４ゲージ定電流測定モードなどが、代表的な測定モードである。
【０００３】
一般に、ひずみゲージ式測定器の接続に用いる接続端子は、ある程度標準化されており、複数の端子からなる接続端子に対するひずみゲージ等の結線方式は、個々の測定モード毎に一義的に定まっていることが多い。また、測定器側では、これらの測定モードによって、給電方式、給電個所、計測情報、計測個所、および入出力抵抗等の少なくともいずれかが異なるため、ひずみゲージ等の結線に適用された測定モードに応じて測定器側においても個々に測定モードを設定しなければならない。すなわち、測定に先立って、接続されたひずみゲージ等の測定モードを確認し、測定チャンネル、測定個所、ひずみゲージ抵抗値等と共に測定モードを記録紙に記録しておき、それに合わせて測定器の測定モードを設定しなければならなかった。このように、測定器の測定モードを設定する作業は、煩雑で且つ間違え易い作業であり、測定に際し大きな負担となっている。
一方、ひずみ測定は、測定器から離れた場所に設置したひずみゲージに接続ケーブル、すなわちリード線、を介して測定器を接続し、遠隔地のひずみを測定しなければならないことも多く、このような場合にはリード線の長さに応じた内部抵抗による計測感度低下が生ずる。
【０００４】
すなわち、ひずみ測定においては、被測定体に貼着するひずみゲージまたはひずみゲージ式変換器と測定器の間に、必要な長さのリード線からなる延長ケーブルを接続するのが一般的である。このように延長ケーブルを接続すると、延長したケーブルのリード線の線間抵抗により計測感度の低下を生じることになる。このため、高い測定精度を必要とする場合には、この感度低下分を補正しなければならない。
上述した４ゲージ定電流測定モード以外の（３線式）１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ）などの１ゲージ測定モード、２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）等の２ゲージ測定モード、２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））等と称される２ゲージコモンダミー測定モード、および定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）等の４ゲージ定電圧測定モードにおいて、感度補正をする際には、低下した感度を、（センサ）ゲージ抵抗Ｒｇおよび延長したケーブルリード線の往復抵抗（１Ｇ３Ｗ，２Ｇ／Ａ−Ａ，２Ｇ／Ａ−Ｄの場合には、片道抵抗）ＲＬを用いて測定ひずみ量εｉから次式により、手動演算あるいはＰＣ等を用いた演算で補正して、真のひずみεを求めることができる。
【０００５】
【数１】
2005061890.tif 000003
【０００６】
何故なら、センサのゲージ抵抗Ｒｇの両端からそれぞれリード線抵抗ＲＬ／２のケーブルを介してブリッジ電圧Ｅが計測されるとすると、ゲージ抵抗Ｒｇの両端におけるブリッジ電圧ｅは、次式であらわされる。
【０００７】
【数２】
2005061890.tif 000004
すなわち、次式が成立する。
【０００８】
【数３】
2005061890.tif 000005
補正係数をＡとすると、次式が得られる。
【０００９】
【数４】
2005061890.tif 000006
【００１０】
したがって、ゲージ抵抗Ｒｇの両端におけるブリッジ電圧ｅは、真のひずみεに対応し、計測されるブリッジ電圧Ｅは、測定ひずみ量εｉに対応するから、（１）式が得られ、補正係数Ａは、次式であらわされる。
【００１１】
【数５】
2005061890.tif 000007
【００１２】
特に多チャンネルのひずみ測定の場合には、測定点毎に延長ケーブルリード線の長さが異なるため、各測定点毎にゲージ抵抗Ｒｇとリード線抵抗ＲＬを測定するのは、かなり煩雑な作業となる。このため、延長したケーブルリード線による感度低下の補正作業を簡易にするため、全計測点のリード線長さを最長のリード線に合わせて配線し、単一の補正係数で処理するなどといった苦肉の策がとられることもある。
また、ケーブルリード線による延長が必要な場合に、定電流ブリッジ電源を用いる定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）および定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）等の４ゲージ定電流測定モードを採用すれば、ケーブルリード線の抵抗が増加しても電流を一定に保つために、変換器のブリッジに加わる電圧が常に一定となり、ケーブルリード線の延長による影響があらわれない。しかしながら、このような定電流励振方式の場合には、ブリッジ抵抗の誤差を次式により補正する必要がある。次式においては、測定ひずみ量εｉ、使用センサの入力ゲージ抵抗Ｒｇおよび公称ブリッジ抵抗Ｒを用いて真のひずみ値εをあらわしている。
【００１３】
【数６】
2005061890.tif 000008
【００１４】
また、接続ケーブルに接続されたひずみゲージ自体は、地中やコンクリート中に埋設されることもあり、接続状態を容易に視認することができない場合も少なくない。このため、従来は、接続ケーブルを介してひずみゲージ等を接続した際に、測定器側の感度補正や測定モードの設定のために、上述したように、測定モードをメモ等に記録しておく必要があった。特に、ダム等のように大きな建造物や施設、あるいは工事現場等の多数の個所に、ひずみゲージおよびひずみゲージ式変換器等を含む種々のセンサを多数設置し、それぞれ複数の端子からなる各チャンネル毎の接続端子にケーブルを介して接続し、これら多チャンネルの接続端子を測定器にスキャナを使用して選択的に走査接続して測定を行なう多点観測システムにおいては、予め個々のチャンネル毎の補正量および接続モードを走査接続機能を有する多チャンネル測定器に設定しなければならない。このような測定システムでは、保守または測定対象の変動によるセンサの除去や追加に伴うチャンネルの変更および増減、並びに多チャンネル測定器の交換の都度、各チャンネルの補正量および測定モードの変更設定を行なう必要がある。
したがって、各チャンネルの接続モード等を記録したメモ等を長期間にわたって保管しておかなければならず、しかも各チャンネルの測定モードの変更設定作業も極めて煩雑である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ひずみゲージまたはひずみゲージ式変換器を使用した測定においては、ひずみゲージから測定器までを接続するケーブルリード線抵抗による計測感度低下の影響を無視することができない。また、従来は、ひずみゲージ等を接続した測定系の測定モードやひずみゲージの抵抗値等を、予めメモ等に記録しておくか、個々に確認するかして、ケーブルリード線抵抗による計測感度低下の影響を補正したり、測定器側に該当する測定モードを設定したりする必要があり、ケーブルリード線抵抗による感度低下の補正作業や測定モードの設定作業が、煩雑であるばかりか、誤認等による誤処理も生じがちであった。しかも、このことは、多チャンネルの測定系を選択的に走査接続する測定システムにおいては、測定モードの設定作業を著しく煩雑化する原因にもなっていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうにあたり、計測系側から測定したひずみゲージ部の所定の端子間抵抗から、ひずみゲージ部の抵抗とケーブルリード線の抵抗に基づく、感度補正演算を行なって、ケーブルリード線抵抗による感度低下を的確に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムおよびその感度補正方法を提供することを目的としている。
【００１６】
本発明の請求項１の目的は、特に、所定の複数の端子に対するひずみゲージ等の接続による所定の端子間抵抗を測定器側から計測し、該所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、所定の複数の端子に対するひずみゲージ等の接続による所定の端子間抵抗を測定器側から計測し、対応する測定モードを判定して、測定モードを自動的に設定するとともに、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、選択された測定モードに応じて、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、選択された測定モードに応じ、且つ前記所定の端子間抵抗に基づく演算により補正係数を求めることによって、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
【００１７】
本発明の請求項５の目的は、特に、前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む場合において、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む場合において、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
【００１８】
本発明の請求項８の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
【００１９】
本発明の請求項１１の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、特に、選択された測定モードに応じて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
【００２０】
本発明の請求項１４の目的は、特に、多チャンネルの各々について所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、多チャンネルの測定モードを自動的に設定することを可能とするひずみゲージ式測定システムを提供することにある。
本発明の請求項１５の目的は、特に、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、容易に、ひずみゲージ等の接続状態に対応する測定モードに応じてひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の請求項１６の目的は、特に、第１、第２、第３および第４の端子に対して、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、容易に、ひずみゲージ等の接続状態を検知し、対応する測定モードを的確に判定して、測定モードを自動的に設定して測定するとともに、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
【００２２】
本発明の請求項１７の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
本発明の請求項１８の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
本発明の請求項１９の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
【００２３】
本発明の請求項２０の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
本発明の請求項２１の目的は、特に、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合に、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、上述した目的を達成するために、
所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段と、
を具備することを特徴としている。
【００２５】
請求項２に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、上述した目的を達成するために、
所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づいて前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し該当する測定モードを判別するモード判別手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記モード判別手段により判別された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段と、を具備することを特徴としている。
【００２６】
請求項３に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項１または請求項２のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段における補正係数演算が、前記複数の測定モードの個々の測定モード毎に一義的に定められていることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段が、前記端子間抵抗値計測手段により計測された選択的な端子間の抵抗値に基づき、前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態に対応する測定モードに応じた所定の演算により補正係数を算出する手段を含むことを特徴としている。
【００２７】
請求項５に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、
前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記端子間抵抗値計測手段は、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに
前記補正係数算出手段が、前記ひずみゲージの抵抗Ｒｇと前記ひずみゲージへの接続リード線の片道抵抗ＲＬに基づき補正係数Ａを
Ａ＝１＋（ＲＬ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことを特徴としている。
【００２８】
請求項６に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、
前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記端子間抵抗値計測手段が、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに
前記補正係数算出手段が、前記ひずみゲージの抵抗Ｒｇと前記ひずみゲージへの接続リード線の往復抵抗ＲＬに基づき補正係数Ａを
Ａ＝１＋（ＲＬ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことを特徴としている。
【００２９】
請求項７に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、
前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードを含み、
前記端子間抵抗値計測手段が、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに
前記補正係数算出手段が、前記ひずみゲージの入力抵抗Ｒｇと公称ブリッジ抵抗Ｒに基づき補正係数Ａを
Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことを特徴としている。
【００３０】
請求項８に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項５のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴としている。
【００３１】
請求項９に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項５のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴としている。
【００３２】
請求項１０に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項６のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）
として算出する手段を含むことを特徴としている。
【００３３】
請求項１１に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項６のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴としている。
【００３４】
請求項１２に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項７のひずみゲージ式測定システムにおいて、
前記補正係数算出手段は、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合、
前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚと、公称ブリッジ抵抗Ｒとに基づき補正係数Ａを
Ａ＝Ｒ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことを特徴としている。
請求項１３に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記複数の端子に対する前記ひずみゲージの接続回路が、前記複数の測定モードの個々の測定モード毎に一義的に定められていることを特徴としている。
【００３５】
請求項１４に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムは、
多チャンネルの各々について所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
各々所定の複数の端子を有する各チャンネルについて、順次、それぞれ請求項１〜請求項１３の少なくともいずれか１項の補正係数算出手段、モード判別手段および計測手段の少なくともいずれかを、切り替え走査して接続する手段を含むことを特徴としている。
【００３６】
請求項１５に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、上述した目的を達成するために、
ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、
前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちのどの測定モードであるかを決定するモード決定ステップと、
前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード決定ステップにより決定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有することを特徴としている。
【００３７】
請求項１６に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、上述した目的を達成するために、
ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態と、前記第４の端子と前記第２の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第３の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、
前記抵抗値計測ステップによる前記各抵抗計測状態における計測抵抗値に基づいて、前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちの該当する測定モードを推定するモード推定ステップと、
前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード推定ステップにより推定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有することを特徴としている。
【００３８】
請求項１７に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴としている。
【００３９】
請求項１８に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴としている。
【００４０】
請求項１９に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）
として算出するステップを含むことを特徴としている。
【００４１】
請求項２０に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴としている。
【００４２】
請求項２１に記載した本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記補正係数算出ステップは、
前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合、
前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚと、公称ブリッジ抵抗Ｒとに基づき補正係数Ａを
Ａ＝Ｒ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことを特徴としている。
【００４３】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１によるひずみゲージ式測定システムは、
所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段と、を具備する。
このような構成により、特に、所定の複数の端子に対するひずみゲージ等の接続による所定の端子間抵抗を測定器側から計測し、該所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【００４４】
また、本発明の請求項２によるひずみゲージ式測定システムは、
所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、
ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づいて前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し該当する測定モードを判別するモード判別手段と、
前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記モード判別手段により判別された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段と、を具備する。
このような構成により、特に、所定の複数の端子に対するひずみゲージ等の接続による所定の端子間抵抗を測定器側から計測し、対応する測定モードを自動的に判定して、測定モードを自動的に設定するとともに、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【００４５】
そして、本発明の請求項１５によるひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、
ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、
前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちのどの測定モードであるかを決定するモード決定ステップと、
前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード決定ステップにより決定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有する。
このようにすることにより、特に、前記１ゲージ測定モードと、前記２ゲージ測定モードと、前記２ゲージコモンダミー測定モードと、前記４ゲージ定電圧測定モードと、前記４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、容易に、ひずみゲージ等の接続状態に対応する測定モードに応じてひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【００４６】
本発明の請求項１６によるひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法は、
ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態と、前記第４の端子と前記第２の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第３の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、
前記抵抗値計測ステップによる前記各抵抗計測状態における計測抵抗値に基づいて、前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちの該当する測定モードを推定するモード推定ステップと、
前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード推定ステップにより推定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、
前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有する。
【００４７】
このようにすることにより、特に、前記１ゲージ測定モードと、前記２ゲージ測定モードと、前記２ゲージコモンダミー測定モードと、前記４ゲージ定電圧測定モードと、前記４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、容易に、ひずみゲージ等の接続状態を検知し、対応する測定モードを的確に判定して、測定モードを自動的に設定して測定するとともに、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を示すフローチャートである。図１に示す感度補正方法を説明する前に、図２〜図１３を参照して、本発明に係る感度補正方法の原理について説明する。図２は、１ゲージ測定モード、すなわち単一のひずみゲージＲｇのみを用いる（３線式）１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ）による測定回路の接続構成を示しており、図３および図４は、図２の回路における端子間抵抗値計測時の等価回路を示している。図５は、２ゲージ測定モード、すなわち２個のひずみゲージＲｇ１、Ｒｇ２をハーフブリッジ接続して用いる２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）による測定回路の接続構成を示しており、図６および図７は、図５の回路における端子間抵抗値計測時の等価回路を示している。図８は、２ゲージコモンダミー測定モード、すなわち２個のひずみゲージを用いる２ゲージ法の一種である２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））による測定回路の接続構成を示しており、図９および図１０は、図８の回路における端子間抵抗値計測時の等価回路を示している。
【００４９】
図１１は、４ゲージ定電圧測定モード、すなわち４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電圧励振する定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）、ならびに４ゲージ定電流測定モード、すなわち４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電流励振する公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）、および４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電流励振する公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）等のいわゆる４ゲージ法による測定回路の接続構成を示しており、図１２および図１３は図１１の回路における端子間抵抗値計測時の等価回路を示している。
【００５０】
〈１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ、３線式）〉
図２に示す単一のひずみゲージのみを用いる（３線式）１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ）による測定回路は、ゲージ抵抗Ｒｇの一端をケーブル抵抗ｒ１のリード線を介して端子Ａ′に接続し、ゲージ抵抗Ｒｇの他端を抵抗ｒ２のリード線を介して端子Ｂ′に接続し、さらにゲージ抵抗Ｒｇの他端、つまりケーブル抵抗ｒ２のリード線との接続点を抵抗ｒ３のリード線を介して端子Ｃ′に接続している。端子間抵抗値の計測時には、定電流源ＣＳが、スイッチＳＷ１により選択的に切り替えられて端子Ａ′および端子Ｂ′に接続され、端子Ｃ′がスイッチＳＷ２を介して共通電位（アース）に接続されて、端子Ａ′または端子Ｂ′と端子Ｃ′との間にそれぞれ選択的に定電流源ＣＳからの電流Ｉを流す。Ａ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は、図３のようになり、Ａ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ１とすれば、Ａ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｘは、次式であらわされる。
Ｘ＝Ｖ１／Ｉ＝Ｒｇ＋ｒ１＋ｒ３      …  （３）
また、Ｂ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は、図４のようになり、Ｂ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ２とすれば、Ｂ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｚは、次式であらわされる。
【００５１】
Ｚ＝Ｖ２／Ｉ＝ｒ２＋ｒ３            …  （４）
ｒ１＝ｒ２＝ｒ３とすれば、
（４）式÷２＝片道リード線抵抗＝ＲＬ
（３）式−（４）式＝Ｒｇ（ゲージ抵抗）
である。
すなわち、次の（５）式および（６）式が得られる。
【００５２】
【数７】
2005061890.tif 000009
【００５３】
【数８】
2005061890.tif 000010
【００５４】
〈２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）、アクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）〉
図５に示す２個のひずみゲージＲｇ１，Ｒｇ２をハーフブリッジ接続して用いる２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）による測定回路は、第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の一端を抵抗ｒ１のリード線を介して端子Ａ′に接続し、第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の他端を抵抗ｒ２のリード線を介して端子Ｂ′に接続している。また、第２のゲージ抵抗Ｒｇ２の一端を第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の他端と抵抗ｒ２のリード線との接続点に接続し、第２のゲージ抵抗Ｒｇ２の他端を抵抗ｒ３のリード線を介して端子Ｃ′に接続している。端子間抵抗値の計測時には、定電流源ＣＳが、スイッチＳＷ１により選択的に切り替えられて端子Ａ′および端子Ｂ′に接続され、端子Ｃ′がスイッチＳＷ２を介して共通電位（アース）に接続されて、端子Ａ′または端子Ｂ′と端子Ｃ′との間にそれぞれ選択的に定電流源ＣＳからの電流Ｉを流す。Ａ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は図６のようになり、Ａ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ１とすれば、Ａ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｘは、次式であらわされる。
【００５５】
Ｘ＝Ｖ１／Ｉ＝Ｒｇ１＋Ｒｇ２＋ｒ１＋ｒ３      …  （７）
また、Ｂ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は、図７のようになり、Ｂ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ２とすれば、Ｂ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｚは、次式であらわされる。
Ｚ＝Ｖ２／Ｉ＝Ｒｇ２＋ｒ２＋ｒ３              …  （８）
ｒ１＝ｒ２とすれば、
【００５６】
【数９】
2005061890.tif 000011
である。通常は、Ｒｇ１≒Ｒｇ２であるので、Ｒｇ１＝Ｒｇ２とすれば、（９）式を（８）式に代入して、
【００５７】
【数１０】
2005061890.tif 000012
であり、往復抵抗（ｒ２＋ｒ３）として、次式が求められる。
【００５８】
【数１１】
2005061890.tif 000013
したがって、片道抵抗ＲＬとしては、次式が得られる。
【００５９】
【数１２】
2005061890.tif 000014
【００６０】
〈アクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））〉
図８に示す２ゲージ法の一種である２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））による測定回路は、３線式のゲージを用いたアクティブゲージとしてのゲージ抵抗Ｒｇの一端を抵抗ｒ１のリード線を介して第１の端子Ａ′に接続し、ゲージ抵抗Ｒｇの他端を抵抗ｒ２のリード線を介して第２の端子Ｂ′に接続し、さらにゲージ抵抗Ｒｇの他端、つまり抵抗ｒ２のリード線との接続点を抵抗ｒ３のリード線を介して第３の端子Ｃ′に接続している。また、ダミーゲージＲＤの一端を抵抗ｒ４のリード線を介してコモンダミー端子ＤＵＭＭＹの一方に接続し、ダミーゲージＲＤの他端を抵抗ｒ５のリード線を介してコモンダミー端子ＤＵＭＭＹの他方に接続している。コモンダミー端子ＤＵＭＭＹの前記一方は、第２の端子Ｂ′に接続されている。端子間抵抗値の計測時には、定電流源ＣＳが、スイッチＳＷ１により選択的に切り替えられて第１の端子Ａ′および第２の端子Ｂ′に接続され、第３の端子Ｃ′がスイッチＳＷ２を介して共通電位（アース）に接続されて、第１の端子Ａ′または第２の端子Ｂ′と第３の端子Ｃ′との間にそれぞれ選択的に定電流源ＣＳからの電流Ｉを流す。Ａ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は図９のようになり、Ａ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ１とすれば、Ａ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｘは、次式であらわされる。
【００６１】
Ｘ＝Ｖ１／Ｉ＝Ｒｇ＋ｒ１＋ｒ３            …  （１２）
また、Ｂ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は図１０のようになり、Ｂ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ２とすれば、Ｂ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｚは、次式であらわされる。
Ｚ＝Ｖ２／Ｉ＝ｒ２＋ｒ３＝ＲＬ（往復抵抗として）      …  （１３）
ｒ１＝ｒ２とすれば、次式が求められる  。
【００６２】
【数１３】
2005061890.tif 000015
【００６３】
〈４アクティブゲージ法（４Ｇ，定電圧／定電流）〉
図１１に示す４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電圧励振する定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）、ならびに４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電流励振する公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）、および４個のひずみゲージをフルブリッジ接続して定電流励振する公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）等のいわゆる４ゲージ法による測定回路は、第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の一端を抵抗ｒ１のリード線を介して第１の端子Ａ′に接続し、第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の他端を抵抗ｒ２のリード線を介して第２の端子Ｂ′に接続している。また、第２のゲージ抵抗Ｒｇ２の一端を第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の他端と抵抗ｒ２のリード線との接続点に接続し、第２のゲージ抵抗Ｒｇ２の他端を抵抗ｒ３のリード線を介して第３の端子Ｃ′に接続している。第３のゲージ抵抗Ｒｇ３の一端を第２のゲージ抵抗Ｒｇ２の他端と抵抗ｒ３のリード線との接続点に接続し、第３のゲージ抵抗Ｒｇ３の他端を抵抗ｒ４のリード線を介して第４の端子Ｄ′に接続している。そして、第４のゲージ抵抗Ｒｇ４の一端を第３のゲージ抵抗Ｒｇ３の他端と抵抗ｒ４のリード線との接続点に接続し、第４のゲージ抵抗Ｒｇ４の他端を第１のゲージ抵抗Ｒｇ１の一端と抵抗ｒ１のリード線との接続点に接続している。
【００６４】
第１〜第４のゲージ抵抗Ｒｇ１〜Ｒｇ４は、互いに等しくこれらをＲｇ（＝Ｒｇ１＝Ｒｇ２＝Ｒｇ３＝Ｒｇ４）とする。端子間抵抗値の計測時には、定電流源ＣＳが、スイッチＳＷ１により選択的に切り替えられて端子Ａ′および端子Ｂ′に接続され、端子Ｃ′がスイッチＳＷ２を介して共通電位に接続されて、端子Ａ′または端子Ｂ′と端子Ｃ′との間にそれぞれ選択的に定電流源ＣＳからの電流Ｉを流す。Ａ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は図１２のようになり、Ａ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ１とすれば、Ａ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｘは、次式であらわされる。
Ｘ＝Ｖ１／Ｉ＝Ｒｇ＋ｒ１＋ｒ３      …  （１５）
また、Ｂ′〜Ｃ′間に電流Ｉを流したときの等価回路は図１３のようになり、Ｂ′〜Ｃ′端子間の電圧をＶ２とすれば、Ｂ′〜Ｃ′端子間抵抗値Ｚは、次式であらわされる。
Ｚ＝Ｖ２／Ｉ＝０．７５Ｒｇ＋ｒ２＋ｒ３      …  （１６）
ｒ１＝ｒ２とすれば、次式が得られる。
【００６５】
【数１４】
2005061890.tif 000016
すなわち、
【００６６】
【数１５】
2005061890.tif 000017
となり、次式が得られる。
【００６７】
【数１６】
2005061890.tif 000018
（１７）式を（１５）式に代入すると、次式が得られる。
【００６８】
【数１７】
2005061890.tif 000019
この場合もＲＬは往復抵抗である。
【００６９】
したがって、真のひずみεｏは、測定される値である測定ひずみεｉおよび補正係数Ａを用いて次式であらわされる。
εｏ＝Ａ×εｉ      …  （１９）
したがって、上述した各測定モードにおける補正係数Ａは、Ａ′〜Ｃ′間の抵抗ＸおよびＢ′〜Ｃ′間の抵抗Ｚに基づいて、次表であらわされる。
【００７０】
【表１】
2005061890.tif 000020
【００７１】
次に、図１に示すフローチャートを参照して、本発明の第１の実施の形態に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を説明する。この第１の実施の形態においては、測定モードを、目視、一覧表、または別途のモード判定手段によりオペレータが判定してシステムにマニュアル入力するものとする。システムは、Ａ′〜Ｃ′間の抵抗値ＸおよびＢ′〜Ｃ′間の抵抗値Ｚを計測し、その計測結果と入力された測定モードに基づいて、リード線抵抗による感度低下を補正するための補正係数Ａを求め、測定値に反映させる。このフローチャートは、本発明に係る計測システムにおいて、ＰＣ等を用いて構成される制御部において実行することができる。
【００７２】
処理がスタートすると、Ａ′〜Ｃ′間の抵抗値を計測して抵抗値Ｘを求め（ステップＳ１１）、Ｂ′〜Ｃ′間の抵抗値を計測して抵抗値Ｚを求めたのち（ステップＳ１２）、オペレータが測定モードを入力する（ステップＳ１３）。測定モードが、（３線式）１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ）等の１ゲージ測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ１４）、１ゲージ測定モードであれば、Ｒｇ＝Ｘ−ＺおよびＲＬ＝（Ｚ／２）を求め（ステップＳ１５）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝として求める（ステップＳ１６）。求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て（ステップＳ１７）、処理を終了する。
ステップＳ１４において、測定モードが、１ゲージ測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）等のように２ゲージコモンダミー測定モードでない２ゲージ測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ１８）、これらの２ゲージ測定モードであれば、Ｒｇ＝Ｘ−ＺおよびＲＬ＝｛（２Ｚ−Ｘ）／２｝を求め（ステップＳ１９）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝として求め（ステップＳ２０）、ステップＳ１７に移行し、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ１８において、測定モードが、２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）等のような２ゲージ測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））のような２ゲージコモンダミー測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ２１）、このような２ゲージコモンダミー測定モードであれば、Ｒｇ＝Ｘ−ＺおよびＲＬ＝Ｚを求め（ステップＳ２２）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ２３）、ステップＳ１７に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
ステップＳ２１において、測定モードが、２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））のような２ゲージコモンダミー測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）のような４ゲージ定電圧測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ２４）、このような４ゲージ定電圧測定モードであれば、Ｒｇ＝４（Ｘ−Ｚ）およびＲＬ＝４Ｚ−３Ｘを求め（ステップＳ２５）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝Ｘ／４（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ２６）、ステップＳ１７に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ２４において、測定モードが、定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）のような４ゲージ定電圧測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）、および公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）のような４ゲージ定電流測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ２７）、４ゲージ定電流測定モードであれば、公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）であるか否かを判定し（ステップＳ２８）、定電流３５０Ω４アクティブゲージ法であれば、Ｒｇ＝４（Ｘ−Ｚ）およびＲ＝３５０とし（ステップＳ２９）、補正係数Ａを、Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）より、Ａ＝３５０／４（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ３０）、ステップＳ１７に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
ステップＳ２８において、測定モードが、公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法でないと判定された場合には、公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）であるか否かを判定し（ステップＳ３１）、定電流１２０Ω４アクティブゲージ法であれば、Ｒｇ＝４（Ｘ−Ｚ）およびＲ＝１２０とし（ステップＳ３２）、補正係数Ａを、Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）より、Ａ＝１２０／４（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ３３）、ステップＳ１７に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
【００７５】
また、ステップＳ３１において、定電流１２０Ω４アクティブゲージ法でないと判定された場合には、対応する計測モードが存在しないので直ちに所要のエラー警告等を行なうなどして処理を終了する。ステップＳ２７において、４ゲージ定電流測定モードでないと判定された場合にも、対応する計測モードが存在しないので直ちに所要のエラー警告等を行なうなどして処理を終了する。
次に、図１４に示すフローチャートを参照して、本発明の第２の実施の形態に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を説明する。この第２の実施の形態においては、測定モードを、自動的に判別するものとする。測定モードの自動判別方法としては、詳細を後述するゲージ接続端子間の抵抗値に基づいて測定モードを判別する方法を用いることができる。感度補正のためには、第１の実施の形態とほぼ同様に、システムは、Ａ′〜Ｃ′間の抵抗値ＸおよびＢ′〜Ｃ′間の抵抗値Ｚを計測し、その計測結果と入力された測定モードに基づいて、リード線抵抗による感度低下を補正するための補正係数Ａを求め、測定値に反映させる。このフローチャートは、本発明に係る計測システムにおいて、ＰＣ等を用いて構成される制御部において実行することができる。
【００７６】
処理がスタートすると、Ａ′〜Ｃ′間の抵抗値を計測して抵抗値Ｘを求め（ステップＳ５１）、Ｂ′〜Ｃ′間の抵抗値を計測して抵抗値Ｚを求める（ステップＳ５２）。後述するような測定モードの判別方法により測定モードが、（３線式）１アクティブゲージ法（１Ｇ３Ｗ）等の１ゲージ測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ５３）、１ゲージ測定モードであれば、Ｒｇ＝Ｘ−ＺおよびＲＬ＝（Ｚ／２）を求め（ステップＳ５４）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝として求める（ステップＳ５５）。求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て（ステップＳ５６）、処理を終了する。
ステップＳ５３において、測定モードが、１ゲージ測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）等のように２ゲージコモンダミー測定モードでない２ゲージ測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ５７）、これらの２ゲージ測定モードであれば、Ｒｇ＝Ｘ−ＺおよびＲＬ＝｛（２Ｚ−Ｘ）／２｝を求め（ステップＳ５８）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝として求め（ステップＳ５９）、ステップＳ５６に移行し、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
【００７７】
ステップＳ５７において、測定モードが、２アクティブゲージ法（２Ｇ／Ａ−Ａ）および２ゲージアクティブダミー法（２Ｇ／Ａ−Ｄ）等のような２ゲージ測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））のような２ゲージコモンダミー測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ６０）、このような２ゲージコモンダミー測定モードであれば、Ｒｇ＝Ｘ−ＺおよびＲＬ＝Ｚを求め（ステップＳ６１）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ６２）、ステップＳ１７に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
ステップＳ６０において、測定モードが、２ゲージアクティブコモンダミー法（２Ｇ／Ａ−（ＣＯＭ−Ｄ））のような２ゲージコモンダミー測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）のような４ゲージ定電圧測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ６３）、このような４ゲージ定電圧測定モードであれば、Ｒｇ＝４（Ｘ−Ｚ）およびＲＬ＝４Ｚ−３Ｘを求め（ステップＳ６４）、補正係数Ａを、Ａ＝｛１＋（ＲＬ／Ｒｇ）｝より、Ａ＝Ｘ／４（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ６５）、ステップＳ５６に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ６３において、測定モードが、定電圧４アクティブゲージ法（４Ｇ）のような４ゲージ定電圧測定モードでないと判定された場合には、測定モードが、公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）、および公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）のような４ゲージ定電流測定モードであるか否かを判定し（ステップＳ６６）、４ゲージ定電流測定モードであれば、公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−３５０）であるか否かを判定し（ステップＳ６７）、定電流３５０Ω４アクティブゲージ法であれば、Ｒｇ＝４（Ｘ−Ｚ）およびＲ＝３５０とし（ステップＳ６８）、補正係数Ａを、Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）より、Ａ＝３５０／４（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ６９）、ステップＳ５６に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
ステップＳ６７において、測定モードが、公称ブリッジ抵抗が３５０Ωの定電流３５０Ω４アクティブゲージ法でないと判定された場合には、公称ブリッジ抵抗が１２０Ωの定電流１２０Ω４アクティブゲージ法（４ＧＩ−１２０）であるか否かを判定し（ステップＳ７０）、定電流１２０Ω４アクティブゲージ法であれば、Ｒｇ＝４（Ｘ−Ｚ）およびＲ＝１２０とし（ステップＳ７１）、補正係数Ａを、Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）より、Ａ＝１２０／４（Ｘ−Ｚ）として求め（ステップＳ７２）、ステップＳ５６に移行して、求められた補正係数Ａを測定されたひずみ値εｉに乗じて真のひずみ値εｏを得て処理を終了する。
【００７９】
また、ステップＳ７０において、定電流１２０Ω４アクティブゲージ法でないと判定された場合には、対応する計測モードが存在しないので直ちに所要のエラー警告等を行なうなどして処理を終了する。ステップＳ６６において、４ゲージ定電流測定モードでないと判定された場合にも、対応する計測モードが存在しないので直ちに所要のエラー警告等を行なうなどして処理を終了する。
ここで、この図１４のフローチャートに示す第２の実施の形態に適用可能な測定モードを判別する方法の一例を、具体的に説明する。
図１５は、ひずみゲージ式測定システムにおける測定モードの自動判別に係る要部の回路構成を示している。図１５に示す回路は、測定器１、ケーブル２およびひずみゲージ式変換器３を具備している。測定器１は、測定モードの自動判別のための構成が示されており、ケーブル２を介してひずみゲージセンサ等のひずみゲージ式変換器３が接続される。変換器３としては、基本的に、ひずみゲージがループ状に順次接続されてなるフルブリッジ型変換器を用いることができ、各ひずみゲージの接続点をＡ、Ｂ、ＣおよびＤとする。測定器１は、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１９、定電流源ＣＣ、そして増幅器ＰＡ１およびＰＡ２を有している。
【００８０】
測定器１には、変換器３の各接続点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを接続するための対応する第１、第２、第３および第４の端子Ａ′、Ｂ′、Ｃ′およびＤ′が設けられており、これら各端子Ａ′、Ｂ′、Ｃ′およびＤ′はケーブル２を介して変換器３の各接続点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに接続され、Ａ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′、Ｃ−Ｃ′およびＤ−Ｄ′間のケーブル２のケーブル抵抗を、それぞれｒ１、ｒ２、ｒ３およびｒ４とする。
測定器１において、第１のスイッチＳＷ１１は、定電流源ＣＣに接続された可動端を介して定電流源ＣＣから供給される定電流を被選択端Ｐ１、Ｐ２およびＰ３に選択的に切り替えて供給する。被選択端Ｐ１は端子Ａ′に接続され、被選択端Ｐ２は端子Ｄ′に接続され、被選択端Ｐ３は端子Ｂ′に接続される。第２のスイッチＳＷ１２は、固定端がアースに接続され、可動端が被選択端Ｐ４およびＰ５に選択的に切り替えて接続され、アースされる。被選択端Ｐ４は端子Ｂ′に接続され、被選択端Ｐ５は端子Ｃ′に接続される。第３のスイッチＳＷ１３は、一端が端子Ａ′に接続され、他端が適宜なる抵抗を介して第８のスイッチＳＷ１８の一方の被選択端Ｐ６に接続される。
【００８１】
第４のスイッチＳＷ１４は、一端が端子Ｄ′に接続され、他端が適宜なる抵抗を介して第８のスイッチＳＷ１８の他方の被選択端Ｐ７に接続される。第５のスイッチＳＷ１５は、一端が端子Ｂ′に接続され、一端が適宜なる抵抗を介して第８のスイッチＳＷ１８の一方の被選択端Ｐ７に接続された抵抗の他端に接続される。第６のスイッチＳＷ１６は、一端が端子Ｂ′に接続され、他端が適宜なる抵抗を介して第９のスイッチＳＷ１９の一方の被選択端Ｐ８に接続される。
第７のスイッチＳＷ１７は、一端が端子Ｃ′に接続され、他端が適宜なる抵抗を介して第９のスイッチＳＷ１９の他方の被選択端Ｐ９に接続される。第８のスイッチＳＷ１８は、第１の増幅器ＰＡ１の非反転入力端に接続された可動端を介して第１の増幅器ＰＡ１に供給する信号を被選択端Ｐ６およびＰ７から選択的に切り替えて取り出す。第８のスイッチＳＷ１８の一方の被選択端Ｐ６は、抵抗および第３のスイッチＳＷ１３を順次介して端子Ａ′に接続され、他方の被選択端Ｐ７は、抵抗および第４のスイッチＳＷ１４を順次介して端子Ｄ′に、あるいは抵抗および第５のスイッチＳＷ１５を順次介して端子Ｂ′に接続される。第９のスイッチＳＷ１９は、第２の増幅器ＰＡ２の非反転入力端に接続された可動端を介して第２の増幅器ＰＡ２に供給する信号を被選択端Ｐ８およびＰ９から選択的に切り替えて取り出す。第９のスイッチＳＷ１９の一方の被選択端Ｐ８は、抵抗および第６のスイッチＳＷ１６を順次介して端子Ｂ′に接続され、他方の被選択端Ｐ９は、抵抗および第７のスイッチＳＷ１７を順次介して端子Ｃ′に接続される。
【００８２】
第１および第２の増幅器ＰＡ１およびＰＡ２は、いずれも出力を反転入力端にフィードバックしている。
この場合、判別すべき測定モードは、例えば（１）測温機能付変換器が接続される測温機能付変換器測定モード、（２）ポテンショメータが接続されるポテンショメータ測定モード、（３）定格１２０Ωのひずみゲージを２個ハーフブリッジ接続する２ゲージ測定モード、（４）定格１２０Ωのひずみゲージを１個接続する１２０Ω１ゲージ測定モード、（５）定格２４０Ωのひずみゲージを１個接続する２４０Ω１ゲージ測定モード、（６）定格３５０Ωのひずみゲージを１個接続する３５０Ω１ゲージ測定モード、そして（７）定格１２０Ωまたは３５０Ωのひずみゲージを４個フルブリッジ接続する４ゲージ測定モード、あるいは他の一般の変換器を接続する一般変換器測定モード、さらには、（８）何も接続されていない状態、およびそれら以外の状態であるとする。
【００８３】
図１５に示す回路は、接続されているひずみゲージ式センサ等の測定モードを判別するために、接続されたセンサの抵抗値を測定する機能と、測定された抵抗値によりセンサの測定モードを判別する機能とを有している。
すなわち、センサの接続状態および測定モードは、図１５における変換器３のブリッジ抵抗Ｒと、ケーブル抵抗ｒ１〜ｒ４に基づいて判別する。そこで、端子Ａ′〜Ｄ′の所定の端子間に定電流を流し、端子電圧を測定することによって、各部の抵抗値を求めて、測定モードを判別する。
図１６に示すようなブリッジ抵抗Ｒ′と２つのケーブル抵抗ｒの直列回路の端子ａ〜ｂ間に電流Ｉが流れた時の端子電圧Ｖを測定することにより、ブリッジ抵抗Ｒ′とケーブル抵抗ｒ×２の合計抵抗値を求めることができる。このような原理に基づいて、次表に示すような切り替えを行なって抵抗値を測定する。
【００８４】
【表２】
2005061890.tif 000021
【００８５】
すなわち、測定回路Ｘは、Ａ′〜Ｃ′間の抵抗の測定であり、図１５の測定器１において、各スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１９を表２に示す回路Ｘの状態に設定する。このとき、定電流源ＣＣからの電流Ｉは、スイッチＳＷ１１の被選択端Ｐ１→Ａ′→ｒ１→Ｒ→ｒ３→Ｃ′→スイッチＳＷ１２の被選択端Ｐ５を経てアースされる。変換器３のブリッジには、Ａ→Ｄ→ＣとＡ→Ｂ→Ｃとの並列回路として電流Ｉが流れる。このとき、スイッチＳＷ１８を被選択端Ｐ６、スイッチＳＷ１３をオン、スイッチＳＷ１７をオン、そしてスイッチＳＷ１９をＰ９にそれぞれ設定して、Ａ′〜Ｃ′間の電圧Ｖを測定し、次式によりＡ〜Ｃ間の抵抗Ｒとｒ１とｒ３の和を求めることができる。
Ｒ＋ｒ１＋ｒ３＝Ｖ／Ｉ      …  （２０）
ここで、ブリッジ抵抗Ｒについては、図１７（ａ）に示すブリッジの等価回路より次式が得られる。
（１／Ｒ）＝（１／Ｒ１＋Ｒ２）＋（１／Ｒ４＋Ｒ３）
この場合、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒｏとすれば、上式は、次式のようになる。
【００８６】
（１／Ｒ）＝（１／２Ｒｏ）＋（１／２Ｒｏ）＝１／Ｒｏ
また、測定回路Ｙは、Ｄ′〜Ｂ′間の抵抗の測定であり、図１５の測定器１において、各スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１９を表２に示す回路Ｙの状態に設定する。このとき、定電流源ＣＣからの電流Ｉは、スイッチＳＷ１１の被選択端Ｐ２→Ｄ′→ｒ４→Ｒ→ｒ２→Ｂ′→スイッチＳＷ１２の被選択端Ｐ４を経てアースされる。変換器３のブリッジには、Ｄ→Ａ→ＢとＤ→Ｃ→Ｂとの並列回路として電流Ｉが流れる。このとき、スイッチＳＷ１８を被選択端Ｐ７、スイッチＳＷ１４をオン、スイッチＳＷ１６をオン、そしてスイッチＳＷ１９を被選択端Ｐ８にそれぞれ設定して、Ｄ′〜Ｂ′間の電圧Ｖを測定し、次式によりＤ〜Ｂ間の抵抗Ｒとｒ２とｒ３の和を求めることができる。
Ｒ＋ｒ４＋ｒ２＝Ｖ／Ｉ      …  （２１）
ここで、ブリッジの抵抗Ｒについては、図１７（ｂ）に示すブリッジの等価回路より、次式が得られる。
【００８７】
（１／Ｒ）＝（１／Ｒ４＋Ｒ１）＋（１／Ｒ３＋Ｒ２）
この場合、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒｏとすれば、上式は、次式のようになる。
（１／Ｒ）＝（１／２Ｒｏ）＋（１／２Ｒｏ）＝１／Ｒｏ
そして、測定回路Ｚは、Ｂ′〜Ｃ′間の抵抗の測定であり、図１５の測定器１において、各スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１９を表２に示す回路Ｚの状態に設定する。このとき、定電流源ＣＣからの電流Ｉは、スイッチＳＷ１１の被選択端Ｐ３→Ｂ′→ｒ２→Ｒ→ｒ３→Ｃ′→スイッチＳＷ１２の被選択端Ｐ５を経てアースされる。変換器３のブリッジには、Ｂ→Ａ→Ｄ→ＣとＢ→Ｃとの並列回路として電流Ｉが流れる。このとき、スイッチＳＷ１８を被選択端Ｐ７、スイッチＳＷ１５をオン、スイッチＳＷ１７をオン、そしてスイッチＳＷ１９を被選択端Ｐ９にそれぞれ設定して、Ｂ′〜Ｃ′間の電圧Ｖを測定する。したがって、次式によりＢ〜Ｃ間の抵抗Ｒとｒ２とｒ３の和を求めることができる。
【００８８】
Ｒ＋ｒ２＋ｒ３＝Ｖ／Ｉ        …  （２２）
ここで、ブリッジ抵抗Ｒについては、図１７（ｃ）に示すブリッジの等価回路より、次式が得られる。
（１／Ｒ）＝（１／Ｒ２）＋｛１／（Ｒ１＋Ｒ４＋Ｒ３）｝    …（２３）
この場合、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒｏとすれば、（２３）式は、次式のようになる。
（１／Ｒ）＝（１／Ｒｏ）＋｛１／（Ｒｏ＋Ｒｏ＋Ｒｏ）｝
＝４／３×Ｒｏ                          …  （２４）
次に、測定モードの判別処理を、図１８〜図２０に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、図１８において、処理が開始されると、上述したようなＡ′〜Ｃ′間の抵抗値の測定を行なって、その抵抗値データをＸとする（ステップＳ１１１）。また、Ｘ＝Ｒ＋ｒ１＋ｒ３
上述したようなＤ′〜Ｂ′間の抵抗値の測定を行なって、その抵抗値データをＹとする（ステップＳ１１２）。
Ｙ＝Ｒ＋ｒ４＋ｒ２
【００８９】
さらに、上述したようなＢ′〜Ｃ′間の抵抗値の測定を行なって、その抵抗値データをＺとする（ステップＳ１１３）。
Ｚ＝Ｒ＋ｒ２＋ｒ３
そして、データＸが、無限大とみなし得る程度に充分に大きいか否かを判定し（ステップＳ１１４）、充分に大きければ、処理は図２０に移行し、データＹおよびデータＺも全て無限大とみなし得る程度に充分に大きいか否かを判定し（ステップＳ１１５）、データＸ〜データＺの全てが充分に大きければ、図２１の状態に該当するので、何も接続されていないと判断して（ステップＳ１１６）、処理を終了する。ステップＳ１１５において、データＹとデータＺの少なくともいずれかが充分に大きくない有限の値であれば、図２２〜図２４等の状態に該当し、ひずみゲージおよびポテンショメータ以外のセンサが接続されているか、または接続異常と判定して（ステップＳ１１７）、処理を終了する。
【００９０】
図１８に戻り、ステップＳ１１４で、データＸが充分に大きくない有限の値であれば、データＹがデータＸ＋規格値ＤＶ１（但し、８０＜ＤＶ１＜１７０）よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１１８）、大きいと判断すれば、図２５の状態に該当するので、４ゲージフルブリッジにおける接続点Ｄと端子Ｄ′との間に、８０Ω〜１７０Ωの間で抵抗値が変化する温度センサ（例えば、−５０℃で約８０Ωであり、２００℃で１７０Ωとなる温度センサ）が挿入された測温機能付変換器が接続されていると判断して（ステップＳ１１９）、処理を終了する。
ステップＳ１１８において、データＹがデータＸ＋規格値ＤＶ１よりも大きくないと判断されたら、データＹが無限大とみなし得る程度に充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ２（但し、ＤＶ２＝１０００Ω）よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１２０）、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ２よりも大きければ、図２６の状態に該当するので、ポテンショメータ式センサが接続されていると判断して（ステップＳ１２１）、処理を終了する。ステップＳ１２０において、データＹが充分に大きくないか、またはデータＸが規格値ＤＶ２よりも小さい場合には、データＹが充分に大きく且つデータＺがデータＸの約半分であるか否かを判定し（ステップＳ１２２）、データＹが充分に大きく且つデータＺがデータＸの約半分であれば、図２７の状態に該当し、２ゲージ法で接続されていると判断して（ステップＳ１２３）、処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ１２２において、データＹが充分に大きくないかまたはデータＺがデータＸの約半分でないと判断した場合には、図１９に移行し、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ３（但し、１１５＜ＤＶ３＜１２５）の範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１２４）、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ３の範囲内であると判断すれば、図２８の状態に該当するので、定格１２０Ωのゲージが１ゲージ法で接続されていると判断して（ステップＳ１２５）、処理を終了する。ステップＳ１２４で、データＹが充分に大きくないか、データＸが規格値ＤＶ３の範囲内でないかのいずれかであると判断した場合には、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ４（但し、２３５＜ＤＶ４＜２４５）の範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１２６）、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ４の範囲内であると判断すれば、定格２４０Ωのゲージが１ゲージ法で接続されていると判断して（ステップＳ１２７）、処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ１２６で、データＹが充分に大きくないか、データＸが規格値ＤＶ４の範囲内でないかのいずれかであると判断した場合には、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ５（但し、３４５＜ＤＶ５＜３５５）の範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ１２８）、データＹが充分に大きく且つデータＸが規格値ＤＶ５の範囲内であると判断すれば、定格３５０Ωのゲージが１ゲージ法で接続されていると判断して（ステップＳ１２９）、処理を終了する。ステップＳ１２８で、データＹが充分に大きくないか、データＸが規格値ＤＶ５の範囲内でないかのいずれかであると判断した場合には、データＸとデータＹがほぼ等しいか否かを判定し（ステップＳ１３０）、データＸとデータＹがほぼ等しいと判断すれば、図２９の状態に該当するので、４ゲージ法で接続されていると判断して（ステップＳ１３１）、処理を終了する。ステップＳ１３０で、データＸとデータＹがほぼ等しくないと判断した場合には、接続異常または断線であると判断し（ステップＳ１３２）、所定の警報／警告メッセージを発し、処理を終了する。
【００９３】
以上のようにすれば、センサ等の測定系の接続状態および測定モードを判別することができる。このとき、図１８のステップＳ１１１およびステップＳ１１３で求めているＡ′〜Ｃ′間の抵抗値ＸおよびＢ′〜Ｃ′間の抵抗値Ｚは、リード線抵抗の補正係数を求めるために図１４におけるステップＳ５１およびステップＳ５２で求めているＡ′〜Ｃ′間の抵抗値ＸおよびＢ′〜Ｃ′間の抵抗値Ｚと全く同じものであるので、一方の値を他方に流用することができ、測定器における測定モードの自動設定と同時にリード線抵抗の補正をも実現することができる。なお、上述した第１および第２の実施の形態においては、単一のチャンネルにおいて、測定を行なう場合について説明したが、多点の観測にあたっては、各チャンネル毎の端子Ａ′〜Ｄ′にセンサを接続した状態で、多チャンネルの測定系を用意しておき、測定器側でスキャナによりチャンネルの切り替え走査をすることにより、容易に多チャンネルの測定モードの自動設定およびリード線抵抗の自動補正を実現することができる。また、接続状態を実測して測定モードおよびリード線抵抗の補正係数を得るので、メモ等を整理保管する必要もない。
また、表２に示したような各スイッチの切換えとその都度の増幅器ＰＡ１、ＰＡ２の出力値の記録とを、ＣＰＵ等で順次自動的に行うように構成することで、数百におよぶひずみゲージ等の接続状態を瞬時にして判別でき、リード線抵抗の補正をも含む測定モード自動設定を実現することができる。
【００９４】
上述した第１および第２の実施の形態のようにして、延長ケーブルリード線で生じた感度低下を半自動的または自動的に補正することにより、延長ケーブルリード線の長さを最適にすることができ、余分なケーブルリード線を収納するスペースを必要とすることもない。また、計測システム全体のコストを低減することもできる。
なお、本発明に係る手法の他にリモートセンシング機能を持つ測定器を使用することにより、延長ケーブルに基づく感度低下による測定誤差を取り除くことが可能であるが、センサ側のケーブルとして６芯のケーブルを用いなければならなかった。本発明に係る方法を使用することにより、一般的な４芯ケーブルを用いるセンサでも精度の高い測定を行なうことが可能となる。
ひずみゲージ式変換器は、一般に、接続ケーブルが短い状態で、且つ定電圧式で較正されている。実際現場にて、ケーブル延長した場合には、その延長ケーブル込みで再較正する場合もあるが、多くの場合、現場では再較正（実負荷較正）ができない。このような場合にも本発明に係る方法を用いることにより、自動的または半自動的にケーブル抵抗の感度低下補正を行なうことができるため、再較正の必要はなくなる。
【００９５】
動ひずみ測定において、動的現象用測定器、すなわち定電圧型のシグナルコンディショナ、を使用する場合、特定の延長ケーブル（例えば、０．５ｍｍ２×４芯シールドキャプタイヤケーブル）の使用を想定し、ある長さを決めて予め補正係数を求めていたのは一般的であるが、本発明方法を使用することにより、延長ケーブルの種類と長さを問わず、実際使用したケーブルによる感度低下を自動的または半自動的に補正することが可能となる。したがって、事前に補正係数を求める必要はない。
ケーブル延長が必要な場合は、定電流ブリッジ電源の測定器を使用することによって、ケーブルの抵抗が増加しても電流を一定に保つようにして、変換器のブリッジに加わる電圧を常に一定として、ケーブルの延長による影響が現れないようにすることができる。しかしながら、定電流方式の場合、ブリッジ抵抗の誤差を先に述べた（２）式により補正する必要がある。このような場合にも、本発明方法を用いることにより、センサの入力抵抗を測定して、（２）式により自動的に補正することが可能となる。
【００９６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうにあたり、計測系側から測定したひずみゲージ部の所定の端子間抵抗から、ひずみゲージ部の抵抗とケーブルリード線の抵抗に基づく、感度補正演算を行なって、ケーブルリード線抵抗による感度低下を的確に補正することを可能とするひずみゲージ式測定システムおよびその感度補正方法を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１のひずみゲージ式測定システムによれば、所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段とを具備することにより、特に、所定の複数の端子に対するひずみゲージ等の接続による所定の端子間抵抗を測定器側から計測し、該所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【００９７】
本発明の請求項２のひずみゲージ式測定システムによれば、所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、ひずみゲージが接続される所定の複数の端子の少なくとも一部に対し、給電路および計測端子を切り替えて給電するとともに端子間抵抗値を計測する端子間抵抗値計測手段と、前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づいて前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し該当する測定モードを判別するモード判別手段と、前記端子間抵抗値計測手段によって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記モード判別手段により判別された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出手段と、前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出手段によって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測手段とを具備することにより、特に、所定の複数の端子に対するひずみゲージ等の接続による所定の端子間抵抗を測定器側から計測し、対応する測定モードを判定して、測定モードを自動的に設定するとともに、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【００９８】
本発明の請求項３のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項１または請求項２のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段における補正係数演算が、前記複数の測定モードの個々の測定モード毎に一義的に定められていることにより、特に、選択された測定モードに応じて、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することことが可能となる。
本発明の請求項４のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段が、前記端子間抵抗値計測手段により計測された選択的な端子間の抵抗値に基づき、前記所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態に対応する測定モードに応じた所定の演算により補正係数を算出する手段を含むことにより、特に、選択された測定モードに応じ、且つ前記所定の端子間抵抗に基づく演算により補正係数を求めることによって、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することことが可能となる。
【００９９】
本発明の請求項５のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、前記端子間抵抗値計測手段は、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに前記補正係数算出手段が、前記ひずみゲージの抵抗Ｒｇと前記ひずみゲージへの接続リード線の片道抵抗ＲＬに基づき補正係数Ａを
Ａ＝１＋（ＲＬ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことにより、特に、前記複数の測定モードが、前記１ゲージ測定モードと、前記２ゲージ測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む場合において、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって計測した所定の端子間抵抗を用いて、ひずみゲージの抵抗と前記ひずみゲージへの接続リード線の片道抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１００】
本発明の請求項６のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、前記端子間抵抗値計測手段が、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに前記補正係数算出手段が、前記ひずみゲージの抵抗Ｒｇと前記ひずみゲージへの接続リード線の往復抵抗ＲＬに基づき補正係数Ａを
Ａ＝１＋（ＲＬ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含む構成としたので、前記複数の測定モードが、前記２ゲージコモンダミー測定モードと、前記４ゲージ定電圧測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む場合において、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって計測した所定の端子間抵抗を用いて、ひずみゲージの抵抗と前記ひずみゲージへの接続リード線の往復抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０１】
本発明の請求項７のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、前記複数の測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードを含み、前記端子間抵抗値計測手段が、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって抵抗値を計測する手段を含み、さらに前記補正係数算出手段が、前記ひずみゲージの入力抵抗Ｒｇと公称ブリッジ抵抗Ｒに基づき補正係数Ａを
Ａ＝（Ｒ／Ｒｇ）
として、前記端子間抵抗値計測手段により計測される抵抗値から算出する手段を含むことにより、特に、前記複数の端子が、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子を含み、前記複数の測定モードが、前記４ゲージ定電流測定モードを含む場合において、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とによって計測した所定の端子間抵抗を用いて、前記ひずみゲージの入力抵抗と公称ブリッジ抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０２】
本発明の請求項８のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項５のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段は、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合、前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことにより、特に、前記測定モードが、前記１ゲージ測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０３】
本発明の請求項９のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項５のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段は、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合、前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことにより、特に、前記測定モードが、前記２ゲージ測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０４】
本発明の請求項１０のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項６のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段は、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合、前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）
として算出する手段を含むことにより、特に、前記測定モードが、２ゲージコモンダミー測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０５】
本発明の請求項１１のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項６のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段は、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合、前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことにより、特に、前記測定モードが、４ゲージ定電圧測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０６】
本発明の請求項１２のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項７のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記補正係数算出手段は、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合、前記端子間抵抗値計測手段により、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚと、公称ブリッジ抵抗Ｒとに基づき補正係数Ａを
Ａ＝Ｒ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出する手段を含むことにより、特に、前記測定モードが、前記４ゲージ定電流測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、公称ブリッジ抵抗とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０７】
本発明の請求項１３のひずみゲージ式測定システムによれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のひずみゲージ式測定システムにおいて、前記複数の端子に対する前記ひずみゲージの接続回路が、前記複数の測定モードの個々の測定モード毎に一義的に定められていることにより、特に、選択された測定モードに応じて、前記複数の端子に対する前記ひずみゲージの接続回路を設定し、且つ前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
本発明の請求項１４のひずみゲージ式測定システムによれば、多チャンネルの各々について所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおいて、各々所定の複数の端子を有する各チャンネルについて、順次、それぞれ請求項１〜請求項１３の少なくともいずれか１項の補正係数算出手段、モード判別手段および計測手段の少なくともいずれかを、切り替え走査して接続する手段を含むことにより、特に、多チャンネルの各々について所定の複数の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、各チャンネルの端子に対して、それぞれ、ひずみゲージ等の接続状態を測定器側から検知し、対応する測定モードの判定、測定モードに応じた補正係数の算出および計測結果の算出を行なって、多チャンネルの測定モードを自動的に設定することが可能となる。
【０１０８】
そして、本発明の請求項１５のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、
前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちのどの測定モードであるかを決定するモード決定ステップと、前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード決定ステップにより決定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有することにより、特に、前記１ゲージ測定モードと、前記２ゲージ測定モードと、前記２ゲージコモンダミー測定モードと、前記４ゲージ定電圧測定モードと、前記４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、容易に、ひずみゲージ等の接続状態に対応する測定モードに応じてひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１０９】
本発明の請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、ブリッジの各辺の接続点に対応する第１、第２、第３および第４の端子に対するひずみゲージの接続状態が異なる複数の測定モードにより選択的に測定を行なうひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、前記複数の測定モードは、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードと、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含み、前記第１の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第１の抵抗計測状態と、前記第２の端子と前記第３の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第２の抵抗計測状態と、前記第４の端子と前記第２の端子との間に定電流を給電して、両端子間の端子電圧より両端子間の抵抗値を計測する第３の抵抗計測状態とを選択的に切り替えてそれぞれ抵抗値を計測する抵抗値計測ステップと、前記抵抗値計測ステップによる前記各抵抗計測状態における計測抵抗値に基づいて、前記第１〜第４の端子に対するひずみゲージの接続状態を弁別し、前記１ゲージ測定モード、２ゲージ測定モード、２ゲージコモンダミー測定モード、４ゲージ定電圧測定モードおよび４ゲージ定電流測定モードの少なくともいずれかを含む測定モードのうちの該当する測定モードを推定するモード推定ステップと、前記抵抗値計測ステップによって得られる前記端子間抵抗値に基づき、前記測定モード推定ステップにより推定された測定モードに応じた所定の演算を行なうことによって前記ひずみゲージへの接続リード線の抵抗に基づく感度低下に対する補正係数を求める補正係数算出ステップと、前記測定モードに応じて計測系を切り替えて、当該測定モードによる計測を行なうとともに、その計測結果に前記補正係数算出ステップによって得られた補正係数を作用させて補正された計測値を得る計測処理ステップとを有することにより、特に、前記１ゲージ測定モードと、前記２ゲージ測定モードと、前記２ゲージコモンダミー測定モードと、前記４ゲージ定電圧測定モードと、前記４ゲージ定電流測定モードとのうちの少なくともいずれかを含む複数の測定モードにより選択的に測定を行なう場合に、容易に、ひずみゲージ等の接続状態を検知し、対応する測定モードを的確に判定して、測定モードを自動的に設定して測定するとともに、前記所定の端子間抵抗に基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１１０】
本発明の請求項１７のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、前記補正係数算出ステップは、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に単一のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間が短絡された１ゲージ測定モードである場合、前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝（２Ｘ−Ｚ）／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことにより、特に、前記１ゲージ測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１１１】
本発明の請求項１８のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、請求項１５または請求項１６に記載のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、前記補正係数算出ステップは、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に他の１個のひずみゲージが接続された２ゲージ測定モードである場合、前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛２（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことにより、特に、前記測定モードが、前記２ゲージ測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１１２】
本発明の請求項１９のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、前記補正係数算出ステップは、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間に１個のひずみゲージが接続され且つ前記第２の端子と前記第３の端子との間に接続されるコモンダミー端子間に他の１個のコモンダミーゲージが接続された２ゲージコモンダミー測定モードである場合、前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／（Ｘ−Ｚ）
として算出するステップを含むことにより、特に、前記測定モードが、前記２ゲージコモンダミー測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１１３】
本発明の請求項２０のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、前記補正係数算出ステップは、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電圧励振される４ゲージ定電圧測定モードである場合、前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚとに基づき、補正係数Ａを
Ａ＝Ｘ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことにより、特に、前記測定モードが、前記４ゲージ定電圧測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【０１１４】
本発明の請求項２１のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法によれば、請求項１５または請求項１６のひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法において、前記補正係数算出ステップは、前記測定モードが、前記第１の端子と前記第２の端子との間、前記第２の端子と前記第３の端子との間、前記第３の端子と前記第４の端子との間、そして前記第４の端子と前記第１の端子との間のそれぞれ１個ずつのひずみゲージが接続されて定電流励振される４ゲージ定電流測定モードである場合、前記抵抗値計測ステップにより、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｘと、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値Ｚと、公称ブリッジ抵抗Ｒとに基づき補正係数Ａを
Ａ＝Ｒ／｛４（Ｘ−Ｚ）｝
として算出するステップを含むことにより、特に、前記測定モードが、前記４ゲージ定電流測定モードである場合に、前記第１の抵抗計測状態で得られる前記第１の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、前記第２の抵抗計測状態で得られる前記第２の端子と前記第３の端子との間の抵抗値と、公称ブリッジ抵抗とに基づく補正係数を求めて、ひずみゲージ等への接続リード線による感度低下を効果的に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を示すフローチャートである。
【図２】図１のひずみゲージ式測定システムにおける１ゲージ測定モードの場合の感度補正原理を説明するための測定回路構成を模式的に示す回路構成図である。
【図３】図１のひずみゲージ式測定システムにおける１ゲージ測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＡ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図４】図１のひずみゲージ式測定システムにおける１ゲージ測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＢ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図５】図１のひずみゲージ式測定システムにおける２ゲージコモンダミー測定モード以外の２ゲージ測定モードの場合の感度補正原理を説明するための測定回路構成を模式的に示す回路構成図である。
【図６】図１のひずみゲージ式測定システムにおける２ゲージ測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＡ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図７】図１のひずみゲージ式測定システムにおける２ゲージ測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＢ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図８】図１のひずみゲージ式測定システムにおける２ゲージコモンダミー測定モードの場合の感度補正原理を説明するための測定回路構成を模式的に示す回路構成図である。
【図９】図１のひずみゲージ式測定システムにおける２ゲージコモンダミー測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＡ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図１０】図１のひずみゲージ式測定システムにおける２ゲージコモンダミー測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＢ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図１１】図１のひずみゲージ式測定システムにおける４ゲージ測定モードの場合の感度補正原理を説明するための測定回路構成を模式的に示す回路構成図である。
【図１２】図１のひずみゲージ式測定システムにおける４ゲージ測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＡ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図１３】図１のひずみゲージ式測定システムにおける４ゲージ測定モードの場合の感度補正係数を求めるためのＢ′〜Ｃ′の端子間抵抗値の測定を模式的に示す等価回路図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るひずみゲージ式測定システムにおける感度補正方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るひずみゲージ式測定システムに適用し得る測定モード自動設定システムの要部の構成を模式的に示す回路構成図である。
【図１６】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別の原理を説明するための模式的な等価回路図である。
【図１７】この図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別の原理を説明するための３種の模式的な等価回路図である。
【図１８】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための第１のフローチャートである。
【図１９】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理の図１８に続く部分を説明するための第２のフローチャートである。
【図２０】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理の図１８に続く他の部分を説明するための第３のフローチャートである。
【図２１】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（未接続）の模式的回路図である。
【図２２】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（ひずみゲージ、ポテンショメータ以外のセンサー）の模式的回路図である。
【図２３】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（接続異常）の模式的回路図である。
【図２４】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（接続異常）の模式的回路図である。
【図２５】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（測温機能付変換器測定モード）の模式的回路図である。
【図２６】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（ポテンショメータ式センサ測定モード）の模式的回路図である。
【図２７】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（２ゲージ測定モード）の模式的回路図である。
【図２８】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（１ゲージ測定モード）の模式的回路図である。
【図２９】図１５の測定モード自動設定システムの測定モード判別処理を説明するための測定モード（４ゲージ測定モード）の模式的回路図である。
【符号の説明】
１  測定器
２  ケーブル
３  変換器／センサ
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１１〜ＳＷ１９  スイッチ
ＰＡ１，ＰＡ２  増幅器
ＣＳ，ＣＣ  定電流源
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′  端子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  接続点
Ｒ  ブリッジ抵抗
ｒ１〜ｒ５  ケーブル抵抗
Ｒｇ，Ｒｇ１，Ｒｇ２，Ｒｇ３，Ｒｇ４  ゲージ抵抗
ＲＬ  片道リード線抵抗／往復リード線抵抗
【図１】
2005061890.tif 000022
【図２】
2005061890.tif 000023
【図３】
2005061890.tif 000024
【図４】
2005061890.tif 000025
【図５】
2005061890.tif 000026
【図６】
2005061890.tif 000027
【図７】
2005061890.tif 000028
【図８】
2005061890.tif 000029
【図９】
2005061890.tif 000030
【図１０】
2005061890.tif 000031
【図１１】
2005061890.tif 000032
【図１２】
2005061890.tif 000033
【図１３】
2005061890.tif 000034
【図１４】
2005061890.tif 000035
【図１５】
2005061890.tif 000036
【図１６】
2005061890.tif 000037
【図１７】
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【図１８】
2005061890.tif 000039
【図１９】
2005061890.tif 000040
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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